Razlike v zmogljivosti varjenja med nerjavnim jeklom SUS321 in SUS304

Sus321 proti Sus304: Primerjava varilnih zmogljivosti Austenitnih nerjavečih jekel

Pri izdelavi iz nerjavečega jekla je valilnost ključni dejavnik pri določanju primernosti materiala za konstrukcijske uporabe. Tako Sus321 kot Sus304 spadata v družino avstenitne nerjavečega jekla, vendar se zaradi varjenja, odpornosti na medgranulno korozijo, in po vabilnih zahtevah glede na sestavo zlitine.

1. Vpliv razlik v sestavi na uspešnost varjenja

Lastnina	Sus304 (18-8 Austenitno nerjavno jeklo)	SUS321 (Austenitno nerjavno jeklo, stabilizirano s titanom)
Ključni zlitinski elementi	Vsebuje C manj kot ali enak 0. 08%, Cr ≈ 18%, Ni ≈ 8%, brez stabilizacijskih elementov (npr. Ti, nb).	Doda ti večji ali enak 5 × c% (običajno 0. 1 - 0. 8%) v osnovno sestavo Sus304; Titan se kombinira z ogljikom, da tvori TIC, stabilizira ogljik.
Vloga ogljika	Ogljik zlahka reagira s CR med toplotnimi cikli varjenja, da tvori Cr₂₃c₆, kar vodi do izčrpavanja kroma na mejah zrn in povzroči medgranulno korozijo.	Titanium se prednostno združuje z ogljikom, da tvori TIC, kar preprečuje porabo CR -ja in bistveno zavirajo medgranularne korozijske težnje.

---

2. Sus321 nerjavno jeklo Vs. SUS304: Vroča nagnjenost

Sus304:

Zaradi nizke evtektične temperature (~ 1350 stopinj) je kovina zvara nagnjena k vročemu razpoku, ki ga povzroča segregacija faz z nizko cepljenjem med strjevanjem.

Prekomerni vhod toplote zmanjšuje pretočnost zvara, kar povečuje tveganje za razpok.

Sus321:

Podobna vroča nagnjenost kot SUS304.

Vendar pa je potrebna pozornost, da lahko oksidacija titana med varilnim ti lahko reagira s kisikom, da tvori vključitve tio₂, kar lahko zmanjša žilavost zvara.

Za preprečevanje oksidacije potrebuje strogo čistost plina (npr. AR).

---

3. Sus321 nerjaveče jeklo Vs. SUS304: Hightemperaturne zmogljivosti

Sus304:

Priporočena najvišja temperatura servisa je manjša ali enaka 600 stopinj.

Zvarski spoji so nagnjeni k rasti zrnja pri visokih temperaturah, kar zmanjšuje trdnost lezenja.

Sus321:

Dodatek titana izboljšuje visokotemperaturno odpornost na lezenje.

Primerno za aplikacije do 700 stopinj, varilni spoji pa ohranjajo boljšo moč in stabilnost pri 500–700 stopinjah.

Široko se uporablja v jedrski energiji, petrokemičnih in drugih visokotemperaturnih, visokotlačnih aplikacijah.

---

4. Izbira materiala za polnjenje

Postopek varjenja	SUS304 Gradivo za polnilo	SUS321 Gradivo za polnilo
Zaščiteno kovinsko varjenje (SMAW)	E 308-16 (vrsta kisline), E308L -16 (nizko ogljik)	E 347-16 (NB-stabilizirano), E 321-16 (ti-stabilizirano)
Varjenje plinskega volframa (GTAW\/TIG)	ER308, ER308L	ER347 (NB-stabilizirano, običajno uporabljeno), ER321 (ti-stabilizirano)

---

5. Sus321 nerjaveče jeklo Vs. SUS304: Parametri varjenja

Skupne zahteve:

Oba materiala zahtevata nizko vročino (nizka toka, hitrost potovanja), da zmanjšata grobo zrno in vroče razpokanje.

Za preprečevanje oksidacije uporabite plin, ki je zaščiten z visoko čistostjo argon (večji ali enak 99,99%).

Razlike:

SUS321: TI je zelo občutljiv na oksidacijo, zato sta potrebna hitrejša hitrost potovanja in krajša dolžina loka (1–3 mm), da se zagotovi zadostna zaščita z vari.

SUS304: nekoliko manj občutljiv na vnos toplote, vendar je treba prerazporeditev nadzorovati (manj kot ali enaka 150 stopinj), da se izognete preobčutljivosti.

---

6. Sus321 nerjaveče jeklo Vs. Sus304: po vabitvi toplotne obdelave (PWHT)

Sus304:

PWHT je na splošno nepotreben, razen če se uporablja v agresivnih korozijskih okoljih, v tem primeru je priporočljivo žarjenje rešitve (1050 stopinj s hitrim hlajenjem).

Sus321:

Za večjo korozijsko odpornost lahko uporabimo stabilizacijsko zdravljenje (900–950 stopinj s počasnim hlajenjem), da se omogoči popolna reakcija med TI in preostalim ogljikom, s čimer se odpravi intergranularna tveganja za korozijo.